骨组织工程用聚乳酸类多孔支架的制备研究

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1、摘要聚乳酸(PLA)及其共聚物(聚(D'L一乳酸一6'0．乙酵酸))(PLGA)具有良好的生物相容性，在组织工程领域得到广泛的研究和应用。本研究以溶剂浇铸／粒子沥滤技术为基础，结合冷冻干燥工艺，采用冰粒子为致孔剂，制备出孔隙结构良好的PLA、PLGA多孔支架，同时对影响多孑L支架孔隙结构的因素进行了研究。研究结果表明，该工艺制备的多孔支架无致孔剂残留、三维结构良好、孔径与孔隙率可通过改变冰粒子的粒径和质量分数来控制；细胞毒性实验表明该多孔支架毒性在0-1级，可作为骨组织工程研究用多孔支架。为了提高上述工艺制备的多孔支架孔隙连通度，借鉴铸造学中渗流铸造制备多孔材料的原理，设计了渗

2、流成型装置，并对渗流工艺进行成孔分析和充型压力选择。以聚合物溶液浓度、冰粒子粒径及充型压力为研究因素，应用正交试验设计方法，研究了工艺参数对成型效果的影响。研究结果表明，仅从成型效果考虑，冰粒子粒径影响最大，聚合物溶液浓度和充型压力的影响相对较小；渗流成型最佳工艺为：聚乳酸溶液浓度1：89／ml、冰粒子粒径900—10000m、充型压力0．085—0．08MPa。为提高聚乳酸多孔支架力学强度，采用热水浸泡和明胶涂覆工艺对支架进行增强处理，研究表明二者均能提高支架的力学性能，其中明胶涂覆效果更佳。而且明胶涂覆还能有效提高多孔支架的亲水性。关键词：聚乳酸，聚(D，k乳酸-cD一乙醇

3、酸)，多孔支架，冷冻干燥，溶剂浇铸／粒子沥滤，渗流AbstractPolylactide(PLA)anditscopolymers(PLGA)arebiocompatiblepolymersandhaveextensiveapplicationintissueengineering．Inthispaper,porousPDLLA，PLGAscaffoldswithgoodthree·dimensionalmicrostructurewerefabricatedbysolventcasting／porogenleachingmethodcombiningfreeze—drying

4、preeessusingiceparticulatesasporogen．Theeffectoftechnicalfactorsonmorphologyofporousscaffoldswasstudied,too．Itisshowedthatthescaffoldspossess900dthree—dimensionalmicrostructureandnoremainedporogen．Theporesizeandporositywerecontrolledbythesizeandmass矗actionoficeparticulates．Thetoxicityofthesc

5、affoldswasClass0orClass1andtheycouldbeusedinbonetissueengineering．Inordertoimprovetheconnectivityinporousscaffoldspreparedbyaboveprocess．Seepageequipmentwasdesignedaccordingtoseepageprincipleinfoundry．Theprincipleofporeformingwasanalyzedandthetheoreticalfillingpressurewascalculated．Theinflue

6、nceoftechnicalfactorssuchasconcen订ationofpolymersolvent，fillingpressureandicesizeonfabricationwasstudiedusingorthogonalexperiment．Theresearchresultsshowediftheformabilityistheonlyonefactortobeconsidered,thattheeffectoficesizewasmorethantheconcentrationofpolymersolventandfillingpressure．Theop

7、timizedparametersareconcentmtionofpolymersolventh89／m1．fillingpressureO．085—0．08MPaandicesize900—1000pm．ThemethodsofimprovingcompressivestrengthofPLAporousscaffoldswerestudiedanditshowedthathotwatersoakingandgelatincoatingcouldbothincreasethecompre